一文读懂功率半导体
功率半导体是电子装置中电能转换与电路控制的核心，主要用于改变电子装置中电压和频率、直流交流转换等。凡是在拥有电流电压以及相位转换的电路系统中，都会用到功率器件，MOSFET、IGBT主要作用在于将发电设备产生的电压和频率杂乱不一的“粗电”通过一系列的转换调制变成拥有特定电能参数的“精电”、供给需求不一的用电终端，为电子电力变化装置的核心器件之一。
在分立器件发展过程中，20世纪50年代，功率二极管、功率三极管面世并应用于工业和电力系统。
20世纪60至70年代，晶闸管等半导体功率器件快速发展。
20世纪70年代末，平面型功率MOSFET发展起来。
20世纪80年代后期，沟槽型功率MOSFET和IGBT逐步面世，半导体功率器件正式进入电子应用时代。
20世纪90年代，超结MOSFET逐步出现，打破传统“硅限”以满足大功率和高频化的应用需求。
2008年，英飞凌（Infineon）率先推出屏蔽栅功率MOSFET，半导体功率器件的性能进一步提升。
对国内市场而言，功率二极管、功率三极管、晶闸管等分立器件产品大部分已实现国产化，而MOSFET、IGBT等分立器件产品由于其技术及工艺的先进性，还较大程度上依赖进口，未来进口替代空间巨大。
近年来，功率半导体的应用领域已从工业控制和消费电子拓展至新能源、轨道交通、智能电网、变频家电等诸多市场，市场规模呈现稳健增长态势。根据IHS Markit预测，2018年全球功率器件市场规模约为391亿美元，预计至 2021年市场规模将增长至441亿美元，年化增速为4.1%。
目前国内功率半导体产业链正在日趋完善，技术也正在取得突破。同时，中国也是全球最大的功率半导体消费国，2018年市场需求规模达到138亿美元，增速为9.5%，占全球需求比例高达 35%。预计未来中国功率半导体将继续保持较高速度增长，2021年市场规模有望达到159亿美元，年化增速达4.8%。
市场研究机构IC Insights 指出在各类半导体功率器件组件中，未来增长最强劲的产品将是MOSFET 与IGBT 模块。
MOSFET是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效晶体管，具有导通电阻小，损耗低，驱动电路简单，热阻特性好等优点，特别适合用于电脑、手机、移动电源、车载导航、电动交通工具、UPS电源等电源控制领域。
2016年，全球MOSFET市场规模达到62亿美元，预计2016年至2022年间MOSFET市场的复合年增长率将达到3.4%；预计到2022年，全球MOSFET市场规模将接近75亿美元。
根据IHSMarkit的统计，2018年我国MOSFET市场规模为27.92亿美元，2016年-2018年复合年均增长率为15.03%。随着全球新能源汽车规模的增长，2016年至2022年间MOSFET在汽车应用领域的市场需求预计将以5.1%的复合年增长率快速增长；到2022年，其在汽车应用领域的需求将超越计算机和数据存储领域，占总体需求市场的22%。
IGBT是由双极型三极管（BJT）和MOSFET组成的复合全控型电压驱动式半导体功率器件，兼有MOSFET的高输入阻抗和双极型三极管（BJT）的低导通压降两方面的优点，IGBT驱动功率小而饱和压降低，非常适合应用于直流电压为600V及以上的变流系统，如交流电机、变频器、开关电源、照明电路、牵引传动等。
根据中国产业信息网数据，到2020 年全球IGBT 单管市场空间达到60 亿美元左右，市场空间巨大。预计未来五年我国新能源汽车和充电桩市场将带动200亿元IGBT 模块的国内市场需求。根据中国产业信息网数据，到2018年，国内IGBT 市场规模达161.9 亿元，2010 年至2018 年复合增长率达到14.77%；但我国IGBT 起步晚，未来进口替代空间巨大。
半导体功率器件主要包括功率二极管、功率三极管、晶闸管、MOSFET、IGBT等，几乎用于所有的电子制造业，包括计算机、网络通信、消费电子、汽车电子、工业电子等电子产业。此外，新能源汽车/充电桩、智能装备制造、物联网、光伏新能源等新兴应用领域逐渐成为半导体功率器件的重要应用市场，从而推动其需求增长。全球功率半导体市场中，工控占比34%，汽车23%，消费电子占比20%，通信占比23%。
根据美国消费电子协会统计，2013年中国消费电子市场整体规模达到16,325亿元，成为全球最大的消费电子市场，根据2017年3C行业报告，2017年中国消费电子市场将突破2万亿，预计增长7.1%。
手机上所有有接口的地方都需要有ESD保护，比如麦克风、听筒、耳机、扬声器、SIM卡、Micro SD、NFC天线、GPS天线、WiFi天线、触屏、2G/3G/4G RF 天线、USB 接口、锂电池、电源键位置都有ESD保护器件。最多的手机用20多颗，少的用10多颗。
随着人们对充电效率的要求逐步提高，手机充电出现了“快充”模式，即通过提高电压来达到高电流高功率充电，但高电压存在安全隐患，需要添加同步整流的MOS管来调整；
后来出现较为安全的“闪充”模式，即通过低电压高电流来实现高速充电，这对同步整流MOS管的要求更高，目前较为普遍的是GaN FET，它可以实现发热少、体积小的目的。
汽车电子在汽车中占据着十分重要的地位，从成本结构来看，对于中高端汽车、电动汽车等其重要性更高。
从传统汽车转变到新能源汽车，价值量增长最大的就是功率半导体。传统燃油汽车中，功率半导体主要用在启动、停止和安全等领域，占比只有20%，按照传统汽车中半导体单车价值350美元，功率器件价值在70美元。新能源汽车电池动力模块要用大量的电力设备，电力设备中都含有有功率半导体，混合动力汽车的功率器件占比40%，纯电动汽车的功率器件占比55%，按照纯电动汽车半导体单车价值750美元计算，功率半导体单车价值量在413美元。新能源汽车用功率半导体是传统汽车的7倍。
新能源汽车由于不再需要发动机等机械部件，汽车的结构将变得非常的简单，汽车结构主要由电池，电机和电控组成。新能源汽车电子系统主要包括电池管理系统，电机控制器，车载充电机，变换器，逆变器，转向系统，继电器以及被动元器件。
在实际应用场景中，由于汽车各个模块都使用交流电，锂电池的输入电流是直流电，以及各种电气设备电压不同，这样就需要相应的电力转换系统。根据直流（DC）和交流（AC）转换顺序不同，电力转换分为4种模式：变压器（AC-AC）、整流器（AC-DC）、变换器（DC-DC）和逆变器（DC-AC）。
变压器（AC-AC） ：汽车锂电池的输入电压在12V-36V之间，民用电压是220V，将民用电压转化为输入电压就需要变压器。
整流器（AC-DC）： 锂电池需要用直流（DC）电充电，而充电桩提供的是交流（AC）电，所以车载充电器一定要用直流转换器。
变换器（DC-DC）： 输入是来自于锂电池的固定直流（DC）电压，输出是可变直流（DC）电压。电动汽车中主要应用在电力传动的从300V到650V的升压变换，给12V电路供电的降压变换以及电池储能的稳压变换。
逆变器（DC-AC）： 新能源汽车配置可充电的锂电池，通过其储备的电能驱动电机来给汽车供电。逆变器的作用是将充电电池12V的直流（DC）电转换成为驱动电机220V的三相交流（AC）电，为新能源汽车提供基本驱动力。
2014-2021年全球燃油车年销量由 8700多万辆增长至 9800多万辆，年均增速 2%；新能源汽车（包括纯电动和混动）由27 万辆增长至470 万辆，年均增速50%，其渗透率从2014年仅有0.3%增长至2021年的4.0%。
近年来我国新能源汽车产销量大幅增长，渗透率不断提高。根据中国乘联会数据显示， 我国新能源乘用车销售量由 2014 年的 10 万辆，快速增长至 2018年的 125 万辆，年复合增速91%。根据中汽协数据，2019年一季度中国的新能源汽车销售25万辆，同比增幅都超过117%，预计今年新能源汽车产量可能会超过160万辆。
汽车功率半导体市场有望达到80亿美元，年复合增速7%。2018年全球汽车销量9750万辆，其中新能源汽车200万辆，假设未来三年传统燃油汽车销量年增幅2%，新能源汽车销量年增幅30%，传统燃油汽车功率半导体单车价值量56美元，混合动力汽车的功率半导体单车价值240美元，纯电动汽车的功率半导体单车价值413美元。由此可以预测，到2022年燃油汽车销量9920万辆，新能源汽车销量580万辆，汽车功率半导体市场有望达到80亿美元，年复合增速7%。
截至2017年底，我国光伏发电新增装机5,306万千瓦，累计装机容量1.3亿千瓦，新增和累计装机容量均为全球第一，其中光伏电站3,362万千瓦，同比增加11%；分布式光伏1,944万千瓦，同比增长3.7倍。
风力发电的逆变设备，可以将蓄电池中的DC12V直流电转换为和市电相同AC220V交流电。逆变器主要是由MOS场效应管与电源变压器为核心，通过模拟电路技术连接的。2016年至2018年，我国风电装机量从18.73GW增至21GW，2019年仅前5个月装机量就新增6.88GW，增长趋势迅猛。
智能电网的各个环节， 整流器、逆变器和特高压直流输电中的FACTS柔性输电技术都需要大量使用IGBT等功率器件。根据中国产业信息网发布的数据，预计到2021年我国智能电网行业投资规模将达到近23000亿元。
功率半导体种类众多，广泛应用在消费电子、高铁、汽车和电网等。主要分为单极型和双极型。双极型：功率二极管、晶闸管、BJT（双极性三极管）、电力晶体管（GTR）、IGBT。单极型：MOSFET，肖特基二极管。根据每个细分产品的物理性能不同，不同的功率器件应用于不同的电压和频率领域。
功率二极管是基础性功率器件，结构简单可靠性强，广泛应用于工业、电子等各个领域，起到稳压、整流和开关的作用。
二极管分为整流二极管，齐纳二极管和高频二极管。
其中整流二极管和齐纳二极管属于功率半导体。
整流二极管主要用作整流、开关、变换（肖特基二极管SBD）和逆变（快恢复二极管FRD）作用。
MOSFET是功率器件的细分产品，即MOS（Metal Oxide Semiconductor金属氧化物半导体），FET（Field Effect Transistor场效应晶体管），即以金属层（M）的栅极隔着氧化层（O）利用电场的效应来控制半导体（S）的场效应晶体管。
功率 MOSFET 器件是电能转换和控制的核心半导体器件。功率MOSFET器件工作速度快，故障率低，开关损耗小，扩展性好。适合低压、大电流的环境，要求的工作频率高于其他功率器件。
在汽车里主要用在电源系统里的充电器（AC-DC）和变换器（DC-DC）。全球汽车功率MOSFET市场容量2018年24.5亿美元，我们预计2022年市场容量31.6亿美元。其中主要用到的是电压600V以上的高压MOSFET产品。
MOSFET市场主要份额被英飞凌占据，根据HIS数据，英飞凌市所有产品综合占率27%，第二名是安森美13%，瑞萨9%，而在价值量高的高压MOSFET领域，英飞凌更是以36%的市占率领先所有对手。
IGBT作为一种新型电力电子器件，是国际上公认的电力电子技术第三次革命最具代表性的产品，是工业控制及自动化领域的核心元器件，其作用类似于人类的心脏，能够根据工业装置中的信号指令来调节电路中的电压、电流、频率、相位等，以实现精准调控的目的。因此，IGBT被称为电力电子行业里的“CPU”，广泛应用于电机节能、轨道交通、智能电网、航空航天、家用电器、汽车电子、新能源发电、新能源汽车等领域。
IGBT自20世纪80年代末开始工业化应用以来发展迅速，不仅在工业应用中取代了MOSFET和GTR，甚至已扩展到SCR及GTO占优势的大功率应用领域，还在消费类电子应用中取代了BJT、MOSFET等功率器件的许多应用领域。
在汽车应用中，IGBT主要用在高电压环境的电力驱动系统，电源系统和充电桩。应用范围一般都在耐压600V 以上，电流 10A 以上，频率 1KHz 以上的区域。
电力驱动系统：主要用在逆变器（DC-AC）中，将充电电池12V的直流（DC）电转换成为驱动电机220V的交流（AC）电，是电机驱动的核心。电机控制系统需要用到几十个IGBT，比如特斯拉的三相交流异步电机，每相用28个IGBT，累计84个，其他电机12个IGBT，特斯拉总共用到96个IGBT。
电源系统：主要用在车载充电器（AC-DC）和变换器（DC-DC）中，实现锂电池充电和所需电压等级的电源变换。
充电桩：电网的电都是交流（AC）电，而充电桩分类快充的直流充电桩和慢充的交流充电桩，IGBT主要用在直流快充的充电桩。
2018年全球汽车IGBT市场容量18.4亿美元，我们预计2020年汽车IGBT市场容量20.8亿美元。
全球IGBT市场中英飞凌，三菱和富士电机处于领先位置，安森美（仙童）主要集中在低压的消费电子行业，电压在600V以下，而中高压1700V以上领域，主要应用在高铁，汽车，智能电网等，基本被英飞凌，ABB和三菱垄断。
功率半导体属于泛模拟电路的赛道。功率半导体是必选消费品，人需要吃“柴米油盐”，机器同样也需要消耗功率器件，任何和电能转换有关地方都需要功率半导体。行业波动符合大宗商品走势规律，产品和全球GDP走势密切相关，4-5年的行业波动非常吻合半导体周期规律。
高附加值产品长期被欧美厂商垄断，国产替代迫在眉睫。国内IDM模式厂很少，核心的工艺都在欧美厂商自己内部，凭借其产品优势控制交货周期，从而掌控整个行业的价格体系。尤其对于高压的MOS以及大功率的IGBT，产品的交货周期往往在50周以上，价格自2016年起基本都处于上升通道。
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常用的功率半导体器件汇总
电力电子器件（Power Electronic Device），又称为功率半导体器件，用于电能变换和电能控制电路中的大功率(通常指电流为数十至数千安，电压为数百伏以上)电子器件。可以分为半控型器件、全控型器件和不可控型器件，其中晶闸管为半控型器件，承受电压和电流容量在所有器件中最高；电力二极管为不可控器件，结构和原理简单，工作可靠；还可以分为电压驱动型器件和电流驱动型器件，其中GTO、GTR为电流驱动型器件，IGBT、电力MOSFET为电压驱动型器件。
1. MCT (MOS Control led Thyristor)：MOS控制晶闸管
MCT的等效电路图
MCT 是一种新型MOS 与双极复合型器件。如上图所示。MCT是将 MOSFET 的高阻抗、低驱动图 MCT 的功率、快开关速度的特性与晶闸管的高压、大电流特型结合在一起，形成大功率、高压、快速全控型器件。实质上MCT 是一个MOS 门极控制的晶闸管。它可在门极上加一窄脉冲使其导通或关断，它由无数单胞并联而成。它与GTR，MOSFET， IGBT，GTO 等器件相比，有如下优点：
(1)电压高、电流容量大，阻断电压已达3 000V，峰值电流达1 000 A，最大可关断电流密度为6 000kA/ m2；
(2)通态压降小、损耗小，通态压降约为11V；
(3)极高的dv/dt和di/dt耐量，dv/dt已达 20 kV/s ，di/dt为2 kA/s；
(4)开关速度快， 开关损耗小，开通时间约200ns，1 000 V 器件可在2 s 内关断；
2. IGCT( Intergrated Gate Commutated Thyristors)
IGCT 是在晶闸管技术的基础上结合 IGBT 和GTO 等技术开发的新型器件，适用于高压大容量变频系统中，是一种用于巨型电力电子成套装置中的新型电力半导体器件。
IGCT 是将GTO 芯片与反并联二极管和门极驱动电路集成在一起，再与其门极驱动器在外围以低电感方式连接，结合了晶体管的稳定关断能力和晶闸管低通态损耗的优点。在导通阶段发挥晶闸管的性能，关断阶段呈现晶体管的特性。IGCT 芯片在不串不并的情况下，二电平逆变器功率0.5~ 3 MW，三电平逆变器 1~ 6 MW；若反向二极管分离，不与IGCT 集成在一起，二电平逆变器功率可扩至4 /5 MW，三电平扩至 9 MW。
目前，IGCT 已经商品化， ABB 公司制造的 IGCT 产品的最高性能参数为4[1] 5 kV / 4 kA ，最高研制水平为6 kV/ 4 kA。1998 年，日本三菱公司也开发了直径为88 mm 的GCT 的晶闸管IGCT 损耗低、 开关快速等优点保证了它能可靠、高效率地用于300 kW~ 10 MW 变流器，而不需要串联和并联。
3. IEGT( Injection Enhanced Gate Transistor) 电子注入增强栅晶体管
IEGT 是耐压达 4 kV 以上的 IGBT 系列电力电子器件，通过采取增强注入的结构实现了低通态电压，使大容量电力电子器件取得了飞跃性的发展。IEGT 具有作为MOS 系列电力电子器件的潜在发展前景，具有低损耗、高速动作、高耐压、有源栅驱动智能化等特点，以及采用沟槽结构和多芯片并联而自均流的特性，使其在进一步扩大电流容量方面颇具潜力。另外，通过模块封装方式还可提供众多派生产品，在大、中容量变换器应用中被寄予厚望。日本东芝开发的 IECT 利用了电子注入增强效应，使之兼有 IGBT 和 GTO 两者的优点: 低饱和压降，安全工作区(吸收回路容量仅为 GTO 的十分之一左右) ，低栅极驱动功率(比 GT O 低两个数量级)和较高的工作频率。器件采用平板压接式电机引出结构，可靠性高， 性能已经达到4.5 kV/ 1 500A 的水平。
4. IPEM( Intergrated Power Elactronics Mod ules) :集成电力电子模块
IPEM 是将电力电子装置的诸多器件集成在一起的模块。它首先是将半导体器件MOSFET， IGBT或MCT 与二极管的芯片封装在一起组成一个积木单元，然后将这些积木单元迭装到开孔的高电导率的绝缘陶瓷衬底上，在它的下面依次是铜基板、氧化铍瓷片和散热片。在积木单元的上部，则通过表面贴装将控制电路、门极驱动、电流和温度传感器以及保护电路集成在一个薄绝缘层上。IPEM 实现了电力电子技术的智能化和模块化，大大降低了电路接线电感、系统噪声和寄生振荡，提高了系统效率及可靠性
5. PEBB(Power Electric Building Block) :
典型的PEBB
电力电子积木PEBB ( Pow er Elect ric Building Block ) 是在IPEM 的基础上发展起来的可处理电能集成的器件或模块。PEBB 并不是一种特定的半导体器件，它是依照最优的电路结构和系统结构设计的不同器件和技术的集成。典型的PEBB 上图所示。虽然它看起来很像功率半导体模块，但PEBB 除了包括功率半导体器件外，还包括门极驱动电路、电平转换、传感器、保护电路、电源和无源器件。PEBB 有能量接口和通讯接口。 通过这两种接口，几个PEBB 可以组成电力电子系统。这些系统可以像小型的DC- DC 转换器一样简单，也可以像大型的分布式电力系统那样复杂。一个系统中， PEBB的数量可以从一个到任意多个。多个 PEBB 模块一起工作可以完成电压转换、能量的储存和转换、阴抗匹配等系统级功能，PEBB 最重要的特点就是其通用性。
6．超大功率晶闸管
晶闸管（SCR）自问世以来，其功率容量提高了近3000倍。现在许多国家已能稳定生产8kV / 4kA的晶闸管。日本现在已投产8kV / 4kA和6kV / 6kA的光触发晶闸管(LTT)。美国和欧洲主要生产电触发晶闸管。近十几年来，由于自关断器件的飞速发展，晶闸管的应用领域有所缩小，但是，由于它的高电压、大电流特性，它在HVDC、静止无功补偿（SVC）、大功率直流电源及超大功率和高压变频调速应用方面仍占有十分重要的地位。预计在今后若干年内，晶闸管仍将在高电压、大电流应用场合得到继续发展。
现在，许多生产商可提供额定开关功率36MVA ( 6kV/ 6kA )用的高压大电流GTO。传统GTO的典型的关断增量仅为3～5。GTO关断期间的不均匀性引起的“挤流效应”使其在关断期间dv/dt必须限制在500～1kV/μs。为此，人们不得不使用体积大、昂贵的吸收电路。另外它的门极驱动电路较复杂和要求较大的驱动功率。到目前为止， 在高压（VBR > 3.3kV )、大功率（0.5～20 MVA）牵引、工业和电力逆变器中应用得最为普遍的是门控功率半导体器件。目前，GTO的最高研究水平为6in、6kV / 6kA以及9kV/10kA。为了满足电力系统对1GVA以上的三相逆变功率电压源的需要，近期很有可能开发出10kA/12kV的GTO，并有可能解决30多个高压GTO串联的技术，可望使电力电子技术在电力系统中的应用方面再上一个台阶。
7.脉冲功率闭合开关晶闸管
该器件特别适用于传送极强的峰值功率（数MW）、极短的持续时间（数ns）的放电闭合开关应用场合，如：激光器、高强度照明、放电点火、电磁发射器和雷达调制器等。该器件能在数kV的高压下快速开通，不需要放电电极，具有很长的使用寿命，体积小、价格比较低，可望取代目前尚在应用的高压离子闸流管、引燃管、火花间隙开关或真空开关等。
该器件独特的结构和工艺特点是：门-阴极周界很长并形成高度交织的结构，门极面积占芯片总面积的90%，而阴极面积仅占10%；基区空穴-电子寿命很长，门-阴极之间的水平距离小于一个扩散长度。上述两个结构特点确保了该器件在开通瞬间，阴极面积能得到100%的应用。此外，该器件的阴极电极采用较厚的金属层，可承受瞬时峰值电流。
8.新型GTO器件-集成门极换流晶闸管
当前已有两种常规GTO的替代品:高功率的IGBT模块、新型GTO派生器件-集成门极换流IGCT晶闸管。IGCT晶闸管是一种新型的大功率器件，与常规GTO晶闸管相比，它具有许多优良的特性，例如，不用缓冲电路能实现可靠关断、存贮时间短、开通能力强、关断门极电荷少和应用系统（包括所有器件和外围部件如阳极电抗器和缓冲电容器等）总的功率损耗低等。
9．高功率沟槽栅结构IGBT(Trench IGBT) 模块
当今高功率IGBT模块中的IGBT元胞通常多采用沟槽栅结构IGBT。与平面栅结构相比，沟槽栅结构通常采用1μm加工精度，从而大大提高了元胞密度。由于门极沟的存在，消除了平面栅结构器件中存在的相邻元胞之间形成的结型场效应晶体管效应，同时引入了一定的电子注入效应，使得导通电阻下降。为增加长基区厚度、提高器件耐压创造了条件。所以近几年来出现的高耐压大电流IGBT器件均采用这种结构。
1996年日本三菱和日立公司分别研制成功3.3kV/1.2kA 巨大容量的IGBT模块。它们与常规的GTO相比，开关时间缩短了20%，栅极驱动功率仅为GTO的1/1000。1997年富士电机研制成功1kA/2.5kV平板型IGBT，由于集电、发射结采用了与GTO类似的平板压接结构，采用更高效的芯片两端散热方式。特别有意义的是，避免了大电流IGBT模块内部大量的电极引出线，提高了可靠性和减小了引线电感，缺点是芯片面积利用率下降。所以这种平板压接结构的高压大电流IGBT模块也可望成为高功率高电压变流器的优选功率器件。
10.电子注入增强栅晶体管IEGT(Injection Enhanced Gate Trangistor)
近年来，日本东芝公司开发了IEGT，与IGBT一样，它也分平面栅和沟槽栅两种结构，前者的产品即将问世，后者尚在研制中。IEGT兼有IGBT和GTO两者的某些优点：低的饱和压降，宽的安全工作区（吸收回路容量仅为GTO的1/10左右)，低的栅极驱动功率（比GTO低2个数量级）和较高的工作频率。加之该器件采用了平板压接式电极引出结构，可望有较高的可靠性。
与IGBT相比，IEGT结构的主要特点是栅极长度Lg较长，N长基区近栅极侧的横向电阻值较高，因此从集电极注入N长基区的空穴，不像在IGBT中那样，顺利地横向通过P区流入发射极，而是在该区域形成一层空穴积累层。为了保持该区域的电中性，发射极必须通过N沟道向N长基区注入大量的电子。这样就使N长基区发射极侧也形成了高浓度载流子积累，在N长基区中形成与GTO中类似的载流子分布，从而较好地解决了大电流、高耐压的矛盾。目前该器件已达到4.5kV /1kA的水平。
11.MOS门控晶闸管
MOS门极控制晶闸管充分地利用晶闸管良好的通态特性、优良的开通和关断特性，可望具有优良的自关断动态特性、非常低的通态电压降和耐高压，成为将来在电力装置和电力系统中有发展前途的高压大功率器件。目前世界上有十几家公司在积极开展对MCT的研究。 MOS门控晶闸管主要有三种结构：MOS场控晶闸管（MCT）、基极电阻控制晶闸管(BRT)及射极开关晶闸管(EST)。其中EST可能是 MOS门控晶闸管中最有希望的一种结构。但是，这种器件要真正成为商业化的实用器件，达到取代GTO的水平，还需要相当长的一段时间。
12.砷化镓二极管
随着变换器开关频率的不断提高，对快恢复二极管的要求也随之提高。众所周知，具有比硅二极管优越的高频开关特性，但是由于工艺技术等方面的原因，砷化镓二极管的耐压较低，实际应用受到局限。为适应高压、高速、高效率和低EMI应用需要，高压砷化镓高频整流二极管已在Motorola 公司研制成功。与硅快恢复二极管相比，这种新型二极管的显著特点是：反向漏电流随温度变化小、开关损耗低、反向恢复特性好。
13.碳化硅与碳化硅 ( SiC ) 功率器件
在用新型半导体材料制成的功率器件中，最有希望的是碳化硅 ( SiC ) 功率器件。它的性能指标比砷化镓器件还要高一个数量级，碳化硅与其他半导体材料相比，具有下列优异的物理特点: 高的禁带宽度，高的饱和电子漂移速度，高的击穿强度，低的介电常数和高的热导率。上述这些优异的物理特性，决定了碳化硅在高温、高频率、高功率的应用场合是极为理想的半导体材料。在同样的耐压和电流条件下，SiC器件的漂移区电阻要比硅低200倍，即使高耐压的 SiC场效应管的导通压降，也比单极型、双极型硅器件的低得多。而且，SiC器件的开关时间可达10nS量级，并具有十分优越的 FBSOA。
SiC可以用来制造射频和微波功率器件，各种高频整流器，MESFETS、MOSFETS和JFETS等。SiC高频功率器件已在Motorola公司研发成功，并应用于微波和射频装置。GE公司正在开发SiC功率器件和高温器件(包括用于喷气式引擎的传感器)。西屋公司已经制造出了在26GHz频率下工作的甚高频的MESFET。ABB公司正在研制高功率、高电压的SiC整流器和其他SiC低频功率器件，用于工业和电力系统。
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功率分立器件为半导体行业的主要组成部分，其发展前景如何?
发现前景主要看当地经济要求。发现前景主要看当地经济要求。
敢问大家，厂家70碳化硅都有哪些应用领域？还请不吝赐
[回答]厂家(4)新能源并网目前国际上光伏并网装备市场是碳化硅功率器件的第二大应用市场,占碳化硅功率器件市场超过30%以上。碳化硅光伏逆变器效率可以达到...
【半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的，因此，...
[最佳回答](1)70;增大(2)小;50℃
半导体和金属的导电能力随温度的变化特点是不同的，因此，利...
[最佳回答](1)由图可知,当温度为70℃时,发热功率和散热功率相等,即此时物体的温度不再变化;当温度高于稳定温度时,由图可知散热功率大于发热功率;由P=U2R可得,...
麻烦请教各位！价格80碳化硅应用领域有哪些？帮忙解答一下
[回答]价格(3)新能源汽车新能源汽车是我国各级重点支持的碳化硅功率器件应用领域。碳化硅功率器件应用在电动汽车领域具有巨大的优势。碳化硅功率器件的高...
